题目内容

4.某学生用如图1所示的装置做“探究加速度与力的关系”的实验,在保持小车质量不变的情况下,测小车的加速度a和拉力F的数据,其中的一条纸带如图2所示. A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点.己知打点计时器打点周期为0.02s,相邻计数点间还有4个点未画出.

(1)根据测量的数据,打点计时器打B点时小车的速度VB=0.26m/s,小车的加速度大小为0.4m/s2.测得小车的加速度a和拉力F的其它数据如下表所示.
F(N)0.210.300.400.49
a(m/s2)0.100.210.290.40
根据测量的数据,作出a-F图象如图3所示
(2)应如何调整实验装置,才能使作出的a-F图线过坐标原点C
A.增加小车的质量
B.减少小车的质量
C.适当增大长木板的倾角
D.适当减少小桶内钩码质量
(3)按实验要求调整实验装置后,本实验可以得到的结论是在质量不变的情况下,加速度与合外力称正比.

分析 (1)根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度求解B的速度,根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度的大小.
(2)通过F不为零时,加速度仍然为零,确定图线不过原点的原因.
(4)根据a与F的关系图线为直线,确定物体加速度与合力的关系

解答 解:(1)根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度得:${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.052}{0.2}=0.26m/s$,
因为AB=24mm,BC=28mm,CD=32mm,DE=36mm,知相邻相等时间内的位移之差为4mmm,根据△x=aT2得,a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.004}{0.01}=0.4m/{s}^{2}$.
(2)为了使图线过原点,则平衡摩擦力,适当增大长木板的倾角.故C正确.
(3)实验发现,质量不变时,物体的加速度与合外力成正比.
故答案为:
(1)0.26;0.4;(2)C;(3)在质量不变的情况下,加速度与合外力称正比.

点评 解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项,然后熟练应用物理规律来解决实验问题.要学会应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.

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